中国微藻生物柴油产业的发展机遇和挑战

介绍了国内外研发微藻生物柴油的动态,预见用工业装置生产微藻生物柴油的技术近几年内将取得重大突破,微藻生物柴油产业将成为一个新兴的替代能源产业.我国微藻生物柴油产业化研究和国际水平基本同步,是一个全新的自主创新领域,提出应抓住微藻生物柴油产业的发展机遇.对工业化生产微藻生物柴油的光生物反应器设计技术、微藻培养控制系统、配...     

富油微藻培养过程中pH的分阶段调节路径

富油微藻的培养是以获得较高总脂含量为目的,培养过程中提高生物质积累量和提高细胞内油脂含量同等重要。依据微藻生物量积累和油脂积累对培养基pH的要求不同,提出了富油微藻培养过程中pH的分阶段调节路径,通过分阶段主动控制培养基的pH来实现分阶段分别提高微藻生物质积累量和油脂含量的目的。微藻培养过程中pH分阶段调节路径的实施,可以提高微藻生物柴油产业的总产油量,降低微藻生物柴油的生产成本。     

水处理集成微藻生物柴油生命周期系统环境影响评价

采用生活废水的二级出水培养微藻可有效提高微藻生物柴油生产过程的环境效益，降低其环境影响。本文基于生命周期分析原理，针对结合了废水培养微藻的两种微藻生物柴油生产技术路线，即传统路线和热解酯化路线，建立了环境影响评价模型；提出了水处理集成微藻生物柴油生命周期系统评价的水处理过程替代效应的概念及其环境效益定量评价方法；通过计算对比了基于新鲜水培养微藻的两种技术路线的总环境影响指数和废水培养微藻的两种技术路线的环境效益，表明热解酯化工艺结合废水培养微藻路线相较其他工艺路线具有最小的环境影响，表明水处理过程替代效应在水处理集成微藻生物柴油生命周期系统评价中的有效性和必要性。     

能源微藻湿法处理制备生物柴油的研究进展

微藻具有易培养、光合效率高、环境友好、含油量高、生长周期短等优点,是一种极有前景的生物柴油生产原料,而微藻制备生物柴油工业化进程还有一些挑战,其中干燥脱水是制备生物柴油过程中的一个高耗能步骤,易导致能量产出的不平衡,文章从减少微藻制油过程中能量消耗的角度介绍了国内外用湿藻进行萃取、酯化的方法,为提高微藻生物柴油经济性提出参考性意见。     

用于生物柴油生产的微藻培养技术研究进展

温室气体的排放及石化燃料的枯竭,使得人们对可再生燃料的兴趣日益浓厚。生物柴油作为一种良好的可再生能源受到广泛关注。微藻具有生长周期短、含油量高、易培养及环境友好等诸多优势,作为生物柴油的原料具有广阔的发展前景。而微藻培养是微藻生物柴油制备工艺的重要环节,对制备成本及其规模化生产具有重要意义。综述了微藻的培养方法及其大规模培养系统,并介绍了微藻培养与废气、废水处理的联合培养技术,展望了微藻培养今后的发展方向。     

湿法微藻生物柴油研究进展

随着化石燃料的消耗和环保要求的日益严苛,生物基替代是能源未来发展的重要趋势。微藻具有易栽培、产量大、适应性好等优点,是一种可再生资源,可用于生产生物柴油。然而,高成本的湿微藻脱水及干燥限制了微藻生物柴油的规模化生产,由微藻湿法制备生物柴油是推动生物柴油产业发展的重要途径。综述了湿法微藻生物柴油的生产工艺以及规模化应用存在的主要问题,并分析了未来发展方向。     

微藻制备生物柴油的技术进展

生物柴油是一种新型的可再生能源,是石化柴油的替代品。微藻种类多、光合作用效率高、生长速度快、生物产量大、含油量高,已成为发展生物柴油产业的最有潜力的原料之一。综述了微藻制备生物柴油的优点及研究进展。针对目前微藻生物柴油存在的瓶颈问题和实际需求,指出未来研究和发展的主要方向。     

微流体技术在微藻生物柴油中的应用进展

聚焦于微流体技术在微藻生物柴油中的应用,归纳了限制微藻生物柴油商业化的技术障碍,重点介绍了微流体技术在产油微藻的筛选、鉴定、培养、采收、浓缩、脂质提取以及微藻原位酯交换中的应用进展,讨论了微流体装置在微藻生物柴油中发挥的作用,最后提出了微流体技术在微藻生物柴油应用中面临的问题并展望了其应用前景。     

微藻作原料生产生物柴油的研究现状和前景

近年来,微藻因其脂质含量高,且具有吸收二氧化碳的特性,已成为生产生物柴油的新兴原料,藻类燃料因此变成一个有吸引力的石油燃料替代品。目前,国内外关于微藻生物柴油的研究日益增多,且都有很大的发展,其产业化的进程也在逐步推进。本文对微藻生产生物柴油的基础研究、培养选择及微藻燃料工程过程的开发等一系列问题做了更新概述,指出了微藻作为商业原料需注意的问题,并提出了微藻作为生物燃料在开发中可能遇到的障碍。     

利用微藻生产生物柴油的研究进展

介绍了利用微藻生产生物柴油的优势及技术进展,对利用微藻生产生物柴油的经济性和可行性进行了分析和探讨,并指出了可以提高微藻柴油可行性的方法.     

藻类生物燃料的发展与环境保护

藻类生物燃料从原料的培育,制备工艺,到产品,每个环节都与环保有着密不可分的关系。通过对藻类生长环境、人工微藻的污水培育、微藻生产生物柴油的规模化培养、采收、干燥、提取油脂、制备方法等无污染先进技术的介绍,指出微藻生物燃料的发展不但更利于缓解温室效应,处理环境污水,而且其生产工艺的绿色化,让微藻生物燃料的发展前景更广阔。     

Cultivation of microalgae for biodiesel production: A review on upstream and downstream processing

Fluctuating market price of fossil fuel and overwhelming emission of greenhouse gases to the atmosphere have resulted in climate change and have been a global concern in this decade.Hence,biodiesel has become an alternative option to fossil diesel as it is renewable and environmentally friendly.Nevertheless,this alternative fuel that is usually derived from terrestrial oil crops will cause shortage in food supply and deforestation if mass production is realized.In recent years,cultivation of aquatic microorganism (particularly microalgae) to produce biodiesel is considered as a practical solution due to their high growth rate and ability to synthesize large quantity of lipid within their cell.However,the development of energy and cost-efficiency of microalgae cultivation system are the main issues in producing renewable microalgae biodiesel.Of late,wastewater or organic compost has been used as the cultivation medium as it can provide sufficient nutrients to sustain microalgae growth.Microalgae cultivation method and system are vitally important as these factors undoubtedly affect the final microalgae biomass and lipid yield.In this review,the cultivation system of microalgae,nutrients demanded for microalgae production,cell harvesting and drying,microalgae oil extraction,and utilization of microalgae biomass for biodiesel production are introduced and discussed.It is anticipated to convey clearer perspectives in upstream and downstream processes in microalgae-derived biodiesel production.     

微藻生物柴油的制备及其性能指标评价分析

以微藻毛油为原料,采用近临界醇解（SRCA）工艺制备微藻生物柴油,并分析了微藻生物柴油的各项指标。分析结果表明：微藻生物柴油的密度、运动黏度、闪点、含硫量、硫酸盐灰分、含水量、机械杂质、铜片腐蚀、十六烷值、酸值、游离甘油和总甘油等12项指标符合GB/T 20828-2007对调和用生物柴油BD100的要求;10%蒸余物残炭（4.03%）、氧化安定性（0.85 h,110℃）以及90%回收温度等3项指标与国标要求存在一定的差距;冷滤点（34℃）指标也不满足实际使用要求。通过结晶过滤或馏分切割可以降低产品的冷滤点;通过馏分切割可以获得90%回收温度达标的生物柴油组分（180℃以下馏分）;通过添加2 000 μg/g抗氧剂,可以使氧化安定性提高到9.50 h,从而达到国标要求。     

利用有机溶剂提取微藻油脂的方法探究

在传统化石能源日益枯竭的趋势下,微藻生物柴油作为第三代绿色可再生的替代型能源越来越受到人们的重视.在微藻生物柴油的产业链上,油脂的提取是影响其推广应用的一个关键环节.本文实验利用有机溶剂提取微藻油脂,探究在不同的条件下微藻油脂的提取效果,并特别研究了先后使用甲醇和石油醚两种有机溶剂对微藻油脂提取率的影响.研究结果表明:温度、液料比、浸提时间对提取效率都有一定的影响,并且使用甲醇和石油醚两种溶剂分步提取时会使微藻油脂提取率明显提高;在液料比为15mL/g、提取温度为45℃、提取时间为5h时,使用石油醚作为提取剂的提取率为58.71%;使用甲醇溶剂提取后再使用石油醚提取时,在液料比和提取时间相同的条件下,温度为35℃时提取率即可达87.90%     

Biodiesel production from Jerusalem artichoke (Helianthus Tuberosus L.) tuber by heterotrophic microalgae Chlorella protothecoides

BACKGROUND: As a potential source of biomass, Jerusalem artichoke has been studied for bioethanol production; however, thus far it has not been investigated for the production of other liquid biofuels, such as biodiesel. This work aims to develop a novel approach for biodiesel production from Jerusalem artichoke tuber using heterotrophic microalgae. RESULTS: In this study, Chlorella protothecoides utilized hydrolysate of Jerusalem artichoke tuber as carbon source and accumulated lipid in vivo, with lipid content as high as 44% by dry mass, and a carbon source to lipid conversion ratio of about 25% in a 4‐day scale cultivation. The lipids were extracted and then converted into biodiesel by transesterification. Cetane acid methyl ester, linoleic acid methyl ester and oleic acid methyl ester were the dominating components of the biodiesel produced. Unsaturated fatty acids methyl ester constituted over 82% of the total biodiesel content. CONCLUSION: This work suggests the feasibility of an alternative method of producing biodiesel from Jerusalem artichoke tuber using microalgae cultivation, and a cost reduction of carbon source feed in algal oil production can be expected. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

Differential fatty acid profiles of Chlorella kessleri grown with organic materials

BACKGROUND: Integration of oleaginous microalgae cultivation with wastewater treatment is considered a low‐cost approach for manufacturing algae‐based biodiesel. However, autotrophic microalgae cannot survive in organic wastewater where the effluent is usually turbid and sunlight cannot penetrate into the wastewater. Thus mixotrophic microalgae should be explored. The objective of this study was to investigate the potential of using mixotrophic Chlorella kessleri to produce fatty acids from organic materials. RESULTS: Results revealed that mixotrophic C. kessleri fatty acids display much greater productions (up to 54.67% of cell dry weight) and more suitable compositions for biodiesel production (moderate carbon chain length mainly with C16 and C18, down to 1.17 ?/mol of unsaturation degree) than autotrophic ones. A suitable final pH (near neutral) after nitrate‐depletion and a high organic carbon consumption seemed to be the key factors manipulating fatty acids production under whichever organic substrate tested. CONCLUSION: These characteristics increase the acceptability in using mixotrophic C. kessleri as a potential easy‐control candidate in biodiesel production. If fed with available organic effluent of wastewater as the nutrient supply, C. kessleri may have great potential for profitable biodiesel. © 2012 Society of Chemical Industry     

不同培养方式下微藻产油能力的研究

选取了6种微藻(包括3株绿藻、2株硅藻和1株金藻),考察了其在不同外加碳源下的异养能力,以及不同培养方式下的生长及产油情况。结果表明:除小新月菱形藻外,其余5株藻均可异养,然而外加碳源对其影响大小不同。筛选出1株小球藻和1株栅藻,其兼养时油脂产率分别达到102.48和129.13 mg/(L·d),是自养组油脂产率的6倍和8倍,可进一步优化培养条件以期作为生物柴油原料。     

微藻超临界甲醇直接酯交换法制备生物柴油

以规模化养殖的小球藻为原料,采用超临界甲醇酯交换法开展了制备生物柴油的实验研究。通过对原料藻粉的主要组成和实验产物的元素、化合物组成及基本理化特性进行分析,考察了不同工艺条件对产率的影响。结果表明,在甲醇与湿藻（50%含水量）配比为8∶1（mL∶g）、反应温度260℃、反应压力8 MPa和停留时间10 min的条件下,微藻生物柴油产率高达9%以上,具有与石化柴油接近的理化性质和成分组成。     

微藻超临界甲醇直接酯交换法制备生物柴油

以规模化养殖的小球藻为原料,采用超临界甲醇酯交换法开展了制备生物柴油的实验研究。通过对原料藻粉的主要组成和实验产物的元素、化合物组成及基本理化特性进行分析,考察了不同工艺条件对产率的影响。结果表明,在甲醇与湿藻(50% 含水量)配比为8∶1(mL∶g)、反应温度 260℃、反应压力 8 MPa 和停留时间 10 min 的条件下,微藻生物柴油产率高达 9% 以上,具有与石化柴油接近的理化性质和成分组成。